[发明专利]便携式多通道检测仪

说明书

本发明涉及对液体中有毒、有害物质的光学检测仪器，具体为便携式多通道检测仪。设置有多个不同波段的二极管光源，每个二极管光源配合有与之波段匹配的滤波片，在滤波片之后设置检测池，用于盛装被检测液体，在检测池后设置光学探测头将透过检测池的光信号转换为对应的稳定的电压信号，光学探测头连接数据采集卡(DAQ)或A/D转换电路实现电压信号的处理，根据已知的待测物的浓度与电压信号间的关系曲线来确定未知样品中待测物的浓度信息。检测仪可在实时实地条件下同时采集多种(三种)目标待测物的浓度信息，突破了传统检测方法只能在实验室条件下进行的限制。具有良好的便携性、信号处理步骤简单、检测结果准确可靠。

技术领域

本发明设计了对液体样品中多种有毒、有害物质进行实时、高精检测的便携式多通道检测仪。

背景技术

现有的检测水环境中溶解性有毒、有害物质的方式包括原子吸收光谱法、原子荧光光度法、近红外光谱法、离子迁移谱法、核磁力共振法、高效液相色谱法、质谱法、电化学法、比色反应法、密度检测法、紫外吸收法及荧光检测法等[1-15]。现有的大型仪器分析检测方法具有高精度、高稳定性及自动化程度高等优点。但大型仪用检测仪器或设备面临着价格昂贵、体积庞大、操作过程较为繁琐、耗时长等问题。且不能满足现场实时实地检测需求。基于上述问题，研发一种便携的、高精度的、实时实地可用的小型检测仪器具有极其重要的意义。

发明内容

本发明以检测液态条件下存在的有毒、有害物质为设计前提，研发了一种可用于实时实地分析检测液态环境中的可溶性有毒、有害物质的便携式多通道小型检测仪器，力求突破了传统检测方法只能在实验室条件下进行的限制。

本发明设计方案：便携式多通道检测仪，所述检测仪设置有多个不同波段的二极管光源，每个二极管光源配合有与之波段匹配的滤波片，使光信号更加稳定。在滤波片之后设置检测池，用于盛装被检测液体。在检测池后设置光学探测头将透过检测池的光信号转换为对应的稳定的电压信号，光学探测头电连接数据采集卡(DAQ)或A/D转换电路实现电压信号的处理，根据已知的待测物的浓度与电压信号间的关系(由实验数据分析得出)来确定检测物的浓度；所述数据采集卡(DAQ)通过与电脑进行通信连接，由电脑处理并显示检测结果；所述A/D转换电路与微处理器电连接，通过微处理器处理数据，并通过微处理器连接的显示器显示检测结果，并可通过微处理器的通信模块对外传输检测结果。

所述的检测仪电器结构分为三层，底层为仪器供电装置，中间层为数据处理电路，包括数据采集卡和A/D转换电路，顶层为检测通路，检测通道有3路，光源，滤波片，检测液，光学探测头放置于检测通路中。

所述的二极管光源波段范围大致与透过检测液的光学信号波段一致，水平放置于光路通道中。

所述的检测池采用石英材料制作而成，为长方体状，通过仪器顶层上的滑盖上的开口放置于检测通路中，并高出开口2-3cm。

所述的光学探测头采用光电传感器，进行光电转换，有高灵敏度，稳定的反应速度，水平放置于光路通道中，传感器的高度与位于检测通道的检测池高度一致，能最大限采集透过检测液的光学信号。

对光学探测头输出的电压信号有以下两种方式处理。

其一，使用16位数据采集卡采集模拟电压信号并转换为数字信号，通过USB线连接到电脑上，采用labview软件使用标准modbus协议读取数据采集卡输出的信息。通过已确定的转换关系得出检测物的浓度，并以折线图形方式实时显示在电脑的labview界面上。数据采集卡的A/D转换位数保证了高的测量精度且能在1.5秒内完成一次检测任务。

其二，采用基于stm32芯片的A/D采集电路来处理探测头输出的电压信号，经过ADC电路得到数字信号，再由stm32芯片进行运算处理，由已确定的待测物浓度与电压值的对应关系计算出待测物的浓度，并在液晶显示屏上以数值形式实时显示。